De straalstroom op Saturnus
De straalstroom op Saturnus
Vandaag maken we een uitstapje in het heelal. De Aarde is namelijk niet de enige planeet met ‘weer’, op alle hemellichamen met een atmosfeer komt ‘weer’ voor. Daarbij komen soms heel merkwaardige zaken aan het licht, die op Aarde niet, of op een andere manier voorkomen. Onze tocht brengt ons vandaag bij de planeet Saturnus.
Vanaf Saturnus is de Aarde vrijwel niet te zien. Het kleine blauwe stipje staat altijd zeer nabij de zon en wordt daardoor volledig overstraald. Maar… als de zon achter de enorme planeetbol verdwijnt…
…dan wordt het kleine, blauwe stipje zichtbaar (rechtsonder). Alle hier geplaatste foto’s zijn door de Cassini gemaakt, en door de NASA bewerkt.
Saturnus, een boeiende planeet
Gerekend vanaf de zon, is Saturnus de vijfde planeet van ons zonnestelsel. Nabij de zon vinden we de vier aardachtige planeten Mercurius, Venus, de Aarde zelf en Mars, daarbuiten volgen nog vier reusachtige gasachtige planeten, namelijk Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Saturnus is een boeiende planeet. Het is, na Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel en voorzien van een zeer helder systeem van ringen, die vanaf de Aarde zelfs met een kleine telescoop zijn te zien. Rondom de planeet wemelt het bovendien van de manen. Nu is de grens tussen een steenbrok en een kleine maan niet scherp (in feite bestaan de ringen van Saturnus uit talloze brokstukjes), maar 61 steenklompen hebben een doorsnede van tenminste enkele kilometers. Dertien manen zijn groter en hebben een grootste doorsnede van minimaal honderd kilometer. Vijf daarvan hebben zelfs een diameter van meer dan duizend kilometer en de ‘koning’ van dit vijftal is Titan, die met een doorsnede van 5150 kilometer zelfs groter is dan Mercurius, Pluto en onze eigen maan en bovendien voorzien is van een dichte atmosfeer.
Saturnus doet er ruim 29 jaar over om éénmaal rond de zon te draaien en staat bijna anderhalf miljard kilometer van onze ster vandaan. Dat is een enorme afstand. Om een idee te geven, stel dat we in één uur van de Aarde naar de zon zouden kunnen vliegen, dan zou die raket ongeveer tien uur nodig hebben om van de Aarde naar Saturnus te vliegen, als de afstand tussen deze twee planeten minimaal is.
Vanaf Saturnus is de Aarde vrijwel niet meer te zien. Het kleine, blauwe puntje staat altijd zeer dichtbij de zon en wordt daardoor volledig overstraald. Alleen als de zon door de planeet met de ringen wordt afgeschermd, is het mogelijk de Aarde van die enorme afstand te ontwaren.
Een artistieke impressie van de Cassini, die hier vlak boven de ringen van Saturnus vliegt.
Het Cassini project
Zowel Saturnus zelf, als de ringen en al die manen, zijn natuurlijk dankbare objecten om te onderzoeken. Al in 1997 werd er een raket gelanceerd, die na een reis van jaren, op 1 juli 2004 bij deze planeet arriveerde. Een hoogtepunt van deze reis vormde de landing van een sonde, de Huygens, op het oppervlak van Titan. We hebben daar destijds meerdere verslagen van gemaakt, die kunt u hier, hier en hier lezen. Hoewel het werk van de Huygens er al binnen enkele uren opzat, was de missie daarmee nog lang niet geëindigd. Een tweede sonde, genaamd de Cassini, draait sindsdien ingewikkelde rondjes door het ‘manenstelsel’ van Saturnus en komt daarbij geregeld dichtbij Saturnus zelf, maar scheert ook geregeld langs diverse manen. Al sinds 2004 wordt er een schat aan informatie naar de Aarde gezonden en de sonde is nog steeds in blakende conditie. Naar verwachting zal hij zijn missie nog tot minimaal september 2017 kunnen voortzetten.
Links: Een blik op de door de zon beschenen Noordpool van Saturnus. Duidelijk is de zeskantige straalstroom zichtbaar, die ‘de hexagoon’ wordt genoemd.
Rechts: Een tweede foto van de hexagoon. Ook is goed de centrale storm te zien en de kleinere stormen daar omheen, die hun eigen leven leiden.
De straalstroom op Saturnus
De camera van de Cassini is dus vaak op Saturnus gericht geweest en daarmee komen opvallende weersverschijnselen aan het licht. Nu de lente op het noordelijk halfrond van de reuzenplaneet al flink vordert (in 2017 begint de zomer), komt de Noordpool van Saturnus steeds meer in de zon te liggen en worden de stromingen in de atmosfeer rondom de pool ook steeds beter zichtbaar. En die stroming is zeer merkwaardig. Er is namelijk sprake van een zeshoekige straalstroom die uniek is in het zonnestelsel en die ‘de hexagon’ wordt genoemd. Hij heeft een doorsnede van ongeveer dertigduizend kilometer en de wind bereikt snelheden van rond 320 kilometer per uur. In het hart van deze straalstroom, op de pool, woedt een enorme storm, vergelijkbaar met een tropische cycloon op Aarde, maar wel met een veel grotere doorsnede. Dit zijn zeer turbulente en instabiele systemen, die het op Aarde maar gemiddeld een week volhouden. Deze storm woedt echter al tientallen jaren en misschien nog veel langer! De stabiliteit van deze zeshoekige straalstroom wordt wellicht in de hand gewerkt omdat Saturnus een enorme gasbol is, zonder vast oppervlak. Op Aarde ondervinden luchtstromingen veel wrijving door het vaste oppervlak van heuvels en bergen, of, nabij de polen, ook ijskappen. Daarvan is op Saturnus geen sprake. Verder is het opvallend dat er ook kleinere ‘stormen’ zijn waargenomen, die in tegengestelde richting roteren dan de hexagon. Overigens zijn de grootste van deze stormen altijd nog twee maal zo groot als de omvangrijkste tropische cyclonen die hier op Aarde zijn waargenomen.
Dezelfde atmosferische structuur, in valse kleuren en in infrarood.
De oorzaak van het patroon?
Door vele opnames in ‘valse’ kleuren te maken, zijn wetenschappers er in geslaagd om de grotere, in de lucht zwevende deeltjes – de zogenaamde aerosolen – te onderscheiden van de kleinere deeltjes. Gebleken is dat straalstroom zelf een soort barrière vormt, waarbij er binnen de hexagon een grote concentratie van kleine deeltjes is aangetroffen, terwijl daarbuiten de grotere deeltjes zijn te vinden. Het resultaat lijkt wel wat op het ozongat, wat op Aarde boven de Zuidpool wordt aangetroffen. Ook daar wordt het ozongat omsloten door een straalstroom. Chemische stoffen in de Aardse atmosfeer breken gedurende de Antarctische winter de ozon af, maar de straalstoom verhindert dan dat van ‘buiten’ verse ozon wordt aangevoerd.
Op Saturnus blokkeert de hexagoon de aanvoer van grotere deeltjes, die door invloed van het zonlicht, dichterbij de evenaar zijn ontstaan. Met het naderen van de zomer op het noordelijk halfrond van Saturnus, zullen onderzoekers met veel belangstelling kijken hoe, en in welke mate dit ‘ozongat’ op Saturnus gaat verdwijnen, net zoals dat op Aarde gebeurt. Ook zullen we gaan zien of die merkwaardige vorm van de straalstroom rondom de pool gaat veranderen, of niet.
We zien hier de structuur nogmaals, in infrarood licht. De dikste wolken steken zwart af tegen de omgeving, blokkeren de infrarode straling, afkomstig uit het inwendige van Saturnus. Deze wolken bestaan ook uit relatief grotere deeltjes en liggen relatief diep in de atmosfeer, waar de luchtdruk al ongeveer 3000 hPa is.
Bronnen: NASA, ESA, Meteo Consult. Foto’s: Cassini-NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University/ University of Arizona.
Vandaag maken we een uitstapje in het heelal. De Aarde is namelijk niet de enige planeet met ‘weer’, op alle hemellichamen met een atmosfeer komt ‘weer’ voor. Daarbij komen soms heel merkwaardige zaken aan het licht, die op Aarde niet, of op een andere manier voorkomen. Onze tocht brengt ons vandaag bij de planeet Saturnus.
Vanaf Saturnus is de Aarde vrijwel niet te zien. Het kleine blauwe stipje staat altijd zeer nabij de zon en wordt daardoor volledig overstraald. Maar… als de zon achter de enorme planeetbol verdwijnt…
…dan wordt het kleine, blauwe stipje zichtbaar (rechtsonder). Alle hier geplaatste foto’s zijn door de Cassini gemaakt, en door de NASA bewerkt.
Saturnus, een boeiende planeet
Gerekend vanaf de zon, is Saturnus de vijfde planeet van ons zonnestelsel. Nabij de zon vinden we de vier aardachtige planeten Mercurius, Venus, de Aarde zelf en Mars, daarbuiten volgen nog vier reusachtige gasachtige planeten, namelijk Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Saturnus is een boeiende planeet. Het is, na Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel en voorzien van een zeer helder systeem van ringen, die vanaf de Aarde zelfs met een kleine telescoop zijn te zien. Rondom de planeet wemelt het bovendien van de manen. Nu is de grens tussen een steenbrok en een kleine maan niet scherp (in feite bestaan de ringen van Saturnus uit talloze brokstukjes), maar 61 steenklompen hebben een doorsnede van tenminste enkele kilometers. Dertien manen zijn groter en hebben een grootste doorsnede van minimaal honderd kilometer. Vijf daarvan hebben zelfs een diameter van meer dan duizend kilometer en de ‘koning’ van dit vijftal is Titan, die met een doorsnede van 5150 kilometer zelfs groter is dan Mercurius, Pluto en onze eigen maan en bovendien voorzien is van een dichte atmosfeer.
Saturnus doet er ruim 29 jaar over om éénmaal rond de zon te draaien en staat bijna anderhalf miljard kilometer van onze ster vandaan. Dat is een enorme afstand. Om een idee te geven, stel dat we in één uur van de Aarde naar de zon zouden kunnen vliegen, dan zou die raket ongeveer tien uur nodig hebben om van de Aarde naar Saturnus te vliegen, als de afstand tussen deze twee planeten minimaal is.
Vanaf Saturnus is de Aarde vrijwel niet meer te zien. Het kleine, blauwe puntje staat altijd zeer dichtbij de zon en wordt daardoor volledig overstraald. Alleen als de zon door de planeet met de ringen wordt afgeschermd, is het mogelijk de Aarde van die enorme afstand te ontwaren.
Een artistieke impressie van de Cassini, die hier vlak boven de ringen van Saturnus vliegt.
Het Cassini project
Zowel Saturnus zelf, als de ringen en al die manen, zijn natuurlijk dankbare objecten om te onderzoeken. Al in 1997 werd er een raket gelanceerd, die na een reis van jaren, op 1 juli 2004 bij deze planeet arriveerde. Een hoogtepunt van deze reis vormde de landing van een sonde, de Huygens, op het oppervlak van Titan. We hebben daar destijds meerdere verslagen van gemaakt, die kunt u hier, hier en hier lezen. Hoewel het werk van de Huygens er al binnen enkele uren opzat, was de missie daarmee nog lang niet geëindigd. Een tweede sonde, genaamd de Cassini, draait sindsdien ingewikkelde rondjes door het ‘manenstelsel’ van Saturnus en komt daarbij geregeld dichtbij Saturnus zelf, maar scheert ook geregeld langs diverse manen. Al sinds 2004 wordt er een schat aan informatie naar de Aarde gezonden en de sonde is nog steeds in blakende conditie. Naar verwachting zal hij zijn missie nog tot minimaal september 2017 kunnen voortzetten.
Links: Een blik op de door de zon beschenen Noordpool van Saturnus. Duidelijk is de zeskantige straalstroom zichtbaar, die ‘de hexagoon’ wordt genoemd.
Rechts: Een tweede foto van de hexagoon. Ook is goed de centrale storm te zien en de kleinere stormen daar omheen, die hun eigen leven leiden.
De straalstroom op Saturnus
De camera van de Cassini is dus vaak op Saturnus gericht geweest en daarmee komen opvallende weersverschijnselen aan het licht. Nu de lente op het noordelijk halfrond van de reuzenplaneet al flink vordert (in 2017 begint de zomer), komt de Noordpool van Saturnus steeds meer in de zon te liggen en worden de stromingen in de atmosfeer rondom de pool ook steeds beter zichtbaar. En die stroming is zeer merkwaardig. Er is namelijk sprake van een zeshoekige straalstroom die uniek is in het zonnestelsel en die ‘de hexagon’ wordt genoemd. Hij heeft een doorsnede van ongeveer dertigduizend kilometer en de wind bereikt snelheden van rond 320 kilometer per uur. In het hart van deze straalstroom, op de pool, woedt een enorme storm, vergelijkbaar met een tropische cycloon op Aarde, maar wel met een veel grotere doorsnede. Dit zijn zeer turbulente en instabiele systemen, die het op Aarde maar gemiddeld een week volhouden. Deze storm woedt echter al tientallen jaren en misschien nog veel langer! De stabiliteit van deze zeshoekige straalstroom wordt wellicht in de hand gewerkt omdat Saturnus een enorme gasbol is, zonder vast oppervlak. Op Aarde ondervinden luchtstromingen veel wrijving door het vaste oppervlak van heuvels en bergen, of, nabij de polen, ook ijskappen. Daarvan is op Saturnus geen sprake. Verder is het opvallend dat er ook kleinere ‘stormen’ zijn waargenomen, die in tegengestelde richting roteren dan de hexagon. Overigens zijn de grootste van deze stormen altijd nog twee maal zo groot als de omvangrijkste tropische cyclonen die hier op Aarde zijn waargenomen.
Dezelfde atmosferische structuur, in valse kleuren en in infrarood.
De oorzaak van het patroon?
Door vele opnames in ‘valse’ kleuren te maken, zijn wetenschappers er in geslaagd om de grotere, in de lucht zwevende deeltjes – de zogenaamde aerosolen – te onderscheiden van de kleinere deeltjes. Gebleken is dat straalstroom zelf een soort barrière vormt, waarbij er binnen de hexagon een grote concentratie van kleine deeltjes is aangetroffen, terwijl daarbuiten de grotere deeltjes zijn te vinden. Het resultaat lijkt wel wat op het ozongat, wat op Aarde boven de Zuidpool wordt aangetroffen. Ook daar wordt het ozongat omsloten door een straalstroom. Chemische stoffen in de Aardse atmosfeer breken gedurende de Antarctische winter de ozon af, maar de straalstoom verhindert dan dat van ‘buiten’ verse ozon wordt aangevoerd.
Op Saturnus blokkeert de hexagoon de aanvoer van grotere deeltjes, die door invloed van het zonlicht, dichterbij de evenaar zijn ontstaan. Met het naderen van de zomer op het noordelijk halfrond van Saturnus, zullen onderzoekers met veel belangstelling kijken hoe, en in welke mate dit ‘ozongat’ op Saturnus gaat verdwijnen, net zoals dat op Aarde gebeurt. Ook zullen we gaan zien of die merkwaardige vorm van de straalstroom rondom de pool gaat veranderen, of niet.
We zien hier de structuur nogmaals, in infrarood licht. De dikste wolken steken zwart af tegen de omgeving, blokkeren de infrarode straling, afkomstig uit het inwendige van Saturnus. Deze wolken bestaan ook uit relatief grotere deeltjes en liggen relatief diep in de atmosfeer, waar de luchtdruk al ongeveer 3000 hPa is.
Bronnen: NASA, ESA, Meteo Consult. Foto’s: Cassini-NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University/ University of Arizona.
Every cloud has a silver lining
